Из истории изучения сетчатки

     О сетчатке, ее строении и функции написаны сотни тысяч статей и тысячи книг. Однако нет даже заметки, в которой было бы рассказано о тех ученых, которые изучали сетчатку. Конечно, их очень много, но есть такие, которые оставили неизгладимый след в ее исследовании, а именами некоторых из них названы слои и элементы сетчатки.

    Тем не менее даже в «Руководстве по глазным болезням», не говоря уж о многочисленных учебниках по офтальмологии, не приводится никаких сведений об этих ученых. Создается впечатление, как будто бы наши знания о сетчатке возникли сами по себе. Конечно, это не так.

    Из древности

    Термин «сетчатая оболочка» впервые ввели арабы, вероятно, еще до рождения Ибн-Сины, но точной функции ее они не знали. Даже Ибн-Сина не считал ее важной оболочкой глаза. Он полагал, что она является окончанием зрительного нерва и расстилается вокруг стекловидного тела и хрусталика, обнимая их так, как сеть обнимает улов. Поэтому она так и названа.

    А что же думали ученые Европы?

     Живший во втором столетии новой эры Клавдий Гален считал важнейшим органом зрения хрусталик, а не сетчатку. Именно на поверхности хрусталика, по его мнению, запечатлеваются зрительные образы. И это утверждение просуществовало в медицине среди всех, за немногим исключением, врачей более 1500 лет!

    Только в 13 веке Эразм Вителло, поляк по матери и немец по отцу, стал утверждать, что хрусталик, как совершенно прозрачное тело, не может задерживать световые лучи, а преломляет их. Благодаря этому изображение предмета в глазу должно получаться на сетчатке, да к тому же еще вверх ногами (обратное).

    Леонардо да Винчи (1452–1519) также отрицал, что хрусталик является органом зрения, но ошибочно представлял себе, что восприятие происходит зрительным нервом и что обратное изображение становится в самом глазу прямым после повторного преломления изображения в стекловидном теле.

    Базельский врач Феликс Платер (1536–1614) важнейшей частью зрительного аппарата считал сетчатку. Он был первым, кто объявил, что хрусталик является увеличивающей линзой, отбрасывающей на сетчатку изображения внешних предметов.

    Знаменитый астроном математик и оптик Иоганн Кеплер (1571– 1630) установил, что глаз представляет собой оптический аппарат, в котором роговица, хрусталик и стекловидное тело являются преломляющими средами, а сетчатая оболочка – воспринимающим свет органом.

     По мнению Кеплера, то, что извне справа, то в глазу слева, что извне сверху, то в глазу снизу. Наилучшим зрение является в центре сетчатки.

    По мнению немецкого астронома, физика, механика и математика Кристофа Шейнера (1575–1650), сетчатка является местом зрения, а зрительный нерв передает изображения из сетчатки в мозг.

    Но только в 1708 г. французская академия официально признала справедливость доказательств своих соотечественников Мишеля Бриссо (1676–1743) и Антуана Метр-Жана (1650–1730), что можно видеть без хрусталика, а важнейшей частью глаза является сетчатка.

    Тщательное же изучение анатомии и физиологии сетчатки началось только в 19 веке – через 200 лет после изобретения микроскопа.

    В 1819 г. ирландский врач и анатом Артур Джейкоб описал ранее неизвестную мембрану глаза. Оказывается, это открытие он сделал еще в 1816 г., и оно касалось фотосенсорного слоя сетчатки, т.е. слоя палочковых и колбочковых нейросенсорных клеток. С тех пор этот слой нередко называют мембраной Джейкоба.

     Артур Джейкоб (1790–1874) родился в семье хирурга, доктора медицины. Медицинское образование получил в Эдинбурге. Совершенствовал свои знания в Париже и Лондоне, в том числе у великого английского хирурга и анатома Эстли Купера (1768–1841). В 1816–1826 гг. работал офтальмологом в Дублине. С 1819 г. был демонстратором на лекциях по анатомии в Тринити-Колледже Дублинского университета. С 1826 по 1867 гг. – профессор анатомии и физиологии в Королевском хирургическом колледже. Трижды избирался его президентом. Изучал микроскопическую анатомию органа зрения.

    Он предложил операцию при трихиазе – скальпирование края века, включая корни ресниц, а также иглу для операции при катаракте. Описал триаду (амавроз, офтальмоплегия и невралгия тройничного нерва), названную его именем. Являлся одним из основателей больницы города Дублина, Дублинского журнала медицинской науки, Королевского медицинского общества и Ирландской медицинской ассоциации.

    Пограничную мембрану, расположенную между сосудистой оболочкой и пигментным слоем сетчатки, (она ещё носит название стекловидной пластинки, поскольку на вид мембрана прозрачная), описал в 1844 г. немецкий анатом Карл Брух (1819–1884). В то время ему было 25 лет! В 1842 г. он получил докторскую степень, а статью о своем открытии мембраны опубликовал с целью стать профессором. Именно эта статья навсегда оставила имя Карла Бруха в истории офтальмологии.

    Позднее в честь его она была названа «мембраной Бруха». Многие исследователи расценивают ее как самый внутренний слой сосудистой оболочки глаза.

    С 1844 г. К. Брух работал в Гейдельбергском университете. В 1851– 1855 гг. – профессор анатомии в Базеле, позже в Гессене. Из-за плохого состояния здоровья был вынужден уйти в отставку в возрасте 41 года.

     Научные исследования Карла Бруха посвящены гистологическому изучению органа зрения в норме и при патологии. К. Брух страдал неизвестным нервным расстройством, умер в психиатрической больнице.

    Слой ганглиозных клеток сетчатки описал немецкий анатом Карл Фридрих Краузе (1797–1868), возможно, в то время, когда занимал кафедру анатомии в Гёттингене (1820–1851). Был одним из первых анатомов, которые в своих исследованиях широко и систематически использовали микроскоп. Впервые описал железы конъюнктивы, циркулярный зубчатый валик на передней поверхности радужки, соответствующий локализации малого артериального круга радужки (круг Краузе), нервные клетки ресничного тела.

    Слой нервных волокон, состоящий из аксонов ганглионарных клеток, описал немецкий анатом и патолог Фридрих Генле (1809– 1885). Вероятно, это было до 1832 г., когда Генле особенно тщательно изучал анатомию глаза. В 1832 г. он защитил докторскую диссертацию на тему «О просвечивающих мембранах глаза».

    Кроме того, в сетчатке его именем названы и волокна, представляющие собой отростки нервных клеток, соединяющие фоторецепторные и биполярные клетки, расположенные в виде розетки вокруг центральной ямки (волокна Генле). Фридрих Генле в 1866 г. описал и кистовидные полости в сетчатке. Но он был лишь вторым после нашего соотечественника – главного врача Санкт-Петербургской глазной лечебницы Роберта Блессига (1830–1878), который годом раньше (1865) при исследовании энуклеированных глаз обнаружил такие же полости в сетчатке вблизи ее зубчатого края, заполненные лимфой (лакуны Блессига). Патологическую анатомию этих кистовидных образований подробно описал в 1869 г. отечественный офтальмолог и анатом Александр Владимирович Иванов (1836–1880).

    Фридрих Генле особенно известен как открывший петлю в нефроне почки (петля Генле). Его именем названы не менее 18 анатомических образований организма человека, в том числе микроскопические клетки в конъюнктиве глаза (крипты Генле), отвечающие за синтез муцина, прозрачные выросты на периферии радужки (тельца Генле – Гассана), трубчатые железы в конъюнктиве век.

     Внутреннюю пограничную мембрану, отделяющую сетчатку от стекловидного тела глаза и образованную отростками нейроглиальных клеток Мюллера, описал в 1864 г. во время пребывания за границей отечественный гистолог, физиолог и эмбриолог Александр Иванович Бабухин (1828–1991).

    В течение 1863–1864 гг. А.И. Бабухин работал в Вюрцбурге у немецкого анатома Генриха Мюллера, в Лейпцигской лаборатории у исследователя физиологии кровообращения Карла Людвига и в Вене у выдающегося австрийского физиолога Эрнста фон Брюкке.

    А.И. Бабухин провел сравнитель-ногистологическое исследование развития и строения глаза, в котором установил, что палочки и колбочки сетчатой оболочки развиваются из клеток наружного ядерного слоя (1863). В дальнейшем он установил генезис осевых цилиндров нервных волокон, показав, что это отростки нервных клеток. Открыл явление двустороннего проведения возбуждения по нерву (1877). Доказал клеточную организацию сетчатки (1877). Александр Иванович Бабухин родился в Орловской губернии.

    Окончил Орловскую гимназию, затем медицинский факультет Московского университета (1859) со степенью лекаря с отличием. Остался работать при университете. В декабре 1862 г. утверждён в степени доктора медицины за исследование «Об отношении блуждающих нервов к сердцу». С января 1863 г. по октябрь 1865 г. находился за границей. В 1865 г. – доцент Московского университета по кафедре гистологии, эмбриологии и сравнительной анатомии. С конца 1865 г. – экстраординарный профессор, заведующий кафедрой физиологии; с 1869 г. – ординарный профессор, заведующий первой в России кафедры гистологии, эмбриологии и сравнительной анатомии. В 1888 г. организовал при кафедре первую в Москве бактериологическую лабораторию. В 1891 г. стал заслуженным профессором Московского университета. Славился как блестящий лектор. Был одним из первых исследователей, описавших нейрофибриллы в периферических нервных волокнах (1868).

    А.И. Бабухин стал прототипом главного героя (Николая Степановича) повести А. Чехова «Скучная история». Похоронен в Даниловом монастыре.

     Наружная пограничная мембрана была открыта американским врачом Ф.Г. Верхоефом, по-видимому, уже в начале XX века. Это так называемая полоса межклеточных сцеплений. Позднее она была названа окончатой мембраной Верхоефа. Внутренние и наружные сегменты палочек и колбочек проходят через эту окончатую мембрану в субретинальное пространство (пространство между слоем колбочек и палочек и пигментным эпителием сетчатки), в котором они окружены межуточным веществом, богатым мукополисахаридами.

    Фредерик Герман Верхоеф (1874–1968) – доктор медицинских наук, один из самых влиятельных американских офтальмологов 20 века. В 1915 г. он описал способ борьбы с возникшим экспульсивным кровотечением. Знаменит еще и тем, что в 1908 г. разработал метод окраски тканей, предназначенный для выявления нормальных и патологически измененных эластических структур.

    Прожил 94 года. За 67-летний период работы офтальмологом опубликовал сотни журнальных статей.

    Последнюю статью о венозной окклюзии сетчатки он написал, когда ему было 92 года.

    Глиальные клетки сетчатки (вторые по частоте клетки сетчатки после нейронов) впервые были описаны немецким анатомом Генрихом Мюллером в 1856 г. в 36-летнем возрасте в книге «Untersuchungen uber den Bau der Retina des Mensche» («Исследование о строении сетчатки человека»).

     Позднее они были названы «Мюллеровскими клетками».

    Глиальные клетки сетчатки простираются от внутренней до внешней пограничной мембраны. Тела клеток находятся во внутреннем зернистом слое. Выявлено, что мюллеровские клетки имеют светопроводные функции. Они собирают свет с передней поверхности сетчатки и проводят его к фоторецепторам. Без них свет попадал бы на фоторецепторы в рассеянном виде, что приводило бы к снижению остроты зрения. Кроме того, потеря архитектоники клеток Мюллера является одной из причин развития отслойки сетчатки.

    Генрих Мюллер (1820–1864) – немецкий анатом. Учился в Мюнхене, Фрейбурге, Гейдельберге, Вюрцбурге и Вене. С 1847 г. –приват-доцент. С 1849 г. посвятил себя изучению нормальной и сравнительной анатомии (до того он занимался преимущественно патологической анатомией). С 1852 г. – профессор топографической и сравнительной анатомии в Вюрцбурге. Поддерживал контакты с Альбрехтом Грефе, Вильямом Боуменом, Карлом Арльтом. Приобрел громкую известность своими исследованиями микроскопической анатомии глаза и, в частности, сетчатки.

    Наиболее известна работа Г. Мюллера: «Untersuchungen uber den Bau der Retina des Menschen» (Лейпциг, 1856), а также сравнительно-анатомические исследования глаз других млекопитающих, амфибий, рептилий и птиц. Он описал круговую порцию ресничной мышцы, гладкомышечные волокна (мышца Мюллера), участвующие в поднимании верхнего века, мышцу, выстилающую нижнюю глазничную щель. Он же стоял у истоков открытия родопсина. Отдельные участки и элементы сетчатки, а также зона диска зрительного нерва также названы именами ученых, открывших их. Так, например, Франческо Буцци в 1781 г. открыл центральную ямку сетчатки. В 1782 г. он же первым увидел желтое пятно на сетчатке человека. Однако это его наблюдение не привлекло внимания коллег.

    В 1795 г. великий немецкий врач, анатом и антрополог С.Т. Земмеринг заново «открыл» и описал желтое пятно сетчатки, что сделало его существование общеизвестным. Он же описал и самое тонкое место сетчатой оболочки – центральную ямочку, которую вначале принял за отверстие и посчитал его причиной слепого пятна Мариотта.

     Самуэль Томас фон Земмеринг (1755–1830) родился в городе Thorn, Королевская Пруссиия ( в настоящее время г. Торунь, Польша). Изучал медицину в Гёттингене, где получил степень доктора и в том же году стал профессором анатомии в Касселе, потом в Майнце; после закрытия этого университета он практиковал в Франкфурте-на-Майне. Исследованиями мозга, нервной системы, органов чувств, пороков развития поставил себя в ряд самых знаменитых анатомов Германии. В 1778 г., в возрасте 23 лет, в своей дипломной работе он описал все 12 черепных нервов и расставил их согласно современной классификации. За эту работу в том же году он получил докторскую степень в области медицины. Именно такая классификация была принята за стандарт при утверждении BNA в 1895 г. Его именем названа связка, подвешивающая слезную железу.

    С.Т. Земмерингу принадлежит большое количество работ в области медицины, антропологии, палеонтологии, астрономии и философии, а также изобретение модели электрического телеграфа и телескопа. В 1804 г. получил предложение о работе от Санкт-Петербургского университета, но принял приглашение от Академии наук Баварии (Мюнхен). В 1820 г. он вернулся во Франкфурт, где и умер. В 1935 г. Международный астрономический союз присвоил имя Самуэля Зёммеринга кратеру на видимой стороне Луны.

    Вероятно, была бы интересна и история открытия глиальной мембраны Эльшинга (1884), образованой мюллеровскими клетками и отграничивающей диск зрительного нерва от стекловидного тела, и мениска Кунта – сосудистой воронки на передней поверхности диска, заполненной нейроглией, и пограничной ткани Якоби – слоя астроглии, отделяющей ДЗН от хориоидеи, и препапиллярного пространства Мартежиани (1814) – небольшой полости, находящейся в непосредственной близости к диску зрительного нерва. Однако никаких сведений об этом найти не удалось.

    Я напомнил только о тех знаменитых ученых, которые описали слои или отдельные элементы сетчатки. Однако были сотни других исследователей сетчатки. Назову только наиболее значимых.

    К ним, безусловно, относится выдающийся русский гистолог и эмбриолог член-корреспондент Петербургской АН (1894) Александр Станиславович Догель. Это он изучил и описал тончайшее строение последовательно всех слоев сетчатки, выявил взаимоотношение между нейронами в слоях и между слоями. Впервые в мире он описал разновидности нейронов по наружному и внутреннему краям внутреннего зернистого слоя (горизонтальные и амакринные нейроны), которые впоследствии по предложению нобелевского лауреата С. Рамон-и-Кахала, были названы в мировой литературе, как «звездчатые клетки Догеля». Ему впервые удалось детальнейшим образом изучить межнейронные связи в сетчатке, обнаружить нервные волокна, входящие в сетчатку из зрительных центров мозга по оптическому нерву, определить место и способ окончания центрифугальных волокон в сетчатке. В дальнейшем мировые корифеи нейрогистологии Рамон-и-Кахал (1911 г.) и С. Поляк (1941 г.) подтвердили данные А.С. Догеля о центрифугальных волокнах, гипотезу о центральной регуляции функций сетчатки, отметив непревзойденный характер его основополагающих работ. В 1893 г. А.С. Догель выполнил и опубликовал фундаментальный труд о строении нейрона и об отношении аксона к дендритам. В 1894 г. была опубликована работа А.С. Догеля, содержавшая подробное описание нейроглии сетчатой оболочки глаза.

     Александр Станиславович Догель (1852–1922) родился в семье обер-офицера. В 1873 г. поступил на медицинский факультет Казанского университета. В 1879 г. окончил университет со степенью лекаря и званием уездного врача. Некоторое время работал уездным врачом в Воронежской губернии. В 1880– 1883 гг. был стипендиатом для приготовления к профессорскому званию. Одновременно работал ассистентом у профессора Емелиана Валентиевича Адамюка. Вел исследования в гистологической лаборатории профессора К.А. Арнштейна. Выполнил серию работ по сетчатке глаза. В 1883 г. защитил диссертацию «Строение ретины у ганоид» (ганоиды – примитивные лучеперые рыбы) на степень доктора медицины. За годы работы на кафедре гистологии Казанского университета Догель опубликовал 10 работ, из которых 8 посвящено сетчатке и органу обоняния. С 1884 по 1885 гг. он находился в командировке за границей для ознакомления с исследованиями по гистологии и эмбриологии. С 1885 г. – прозектор, с 1886 г. – приват-доцент кафедры эмбриологии и гистологии Казанского университета. В 1888 г. А. Догель был назначен экстраординарным профессором по кафедре гистологии и эмбриологии Императорского Томского университета. Им была создана крупная коллекция великолепных гистологических препаратов и рисунков по всем разделам общего и частного курсов гистологии. В июле 1891 г. А. Догель демонстрировал эту коллекцию наследнику цесаревичу Николаю Александровичу (будущему императору Николаю II) во время посещения им Томского университета. В томский период Догель продолжил и завершил цикл своих блестящих работ по сетчатке глаза, принесших ему мировую известность. Он провел сравнительное изучение строения сетчатки у позвоночных: ганоид, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих.

    Большое внимание уделил сетчатке глаза человека.

    В 1895 г. А.С. Догель переведен в Санкт-Петербургский университет, а с 1897 г. был также профессором гистологии и эмбриологии в Женском медицинском институте (ныне Государственный медицинский институт имени академика И.П. Павлова). С 1899 г. – член учёного комитета Министерства народного просвещения. В 1903 г. Международная ассоциация нейроморфологов избрала А. Догеля своим членом и представителем от России. Входил в состав Комитета по присуждению Нобелевских премий. В 1911 г. на Нобелевскую премию предлага-ась кандидатура самого А. Догеля.

    В 1915 г. основал журнал «Русский архив анатомии, гистологии и эмбриологии».

    Умер А.С. Догель вследствие кровоизлияния в мозг за рабочим столом в своей квартире на Большом проспекте Васильевского острова.

     Похоронен на Смоленском православном кладбище. Могила сохранилась. Догель был женат на Екатерине Алексеевне, дочери священника из Тверской губернии. Она окончила медицинские курсы, принимала участие в Русско-турецкой войне 1877–1878 гг. в качестве сестры милосердия и была награждена медалью за храбрость при спасении раненых. Их сын Валентин (1882–1955 гг.), зоолог, основатель отечественной протозоологической научной школы, профессор ЛГУ, чл.-корр. АН СССР (1939 г.), лауреат Ленинской премии (1957 г., посмертно). Внучки А. Догеля: Лидия (р. 1919 г.), окончила 1-й Ленинградский медицинский институт (1946 г.), невропатолог, доктор мед. наук, профессор; Елизавета (р. 1922 г.), окончила ЛГУ (1945 г.), кандидат филологических наук.

    Развитие и анатомию сетчатки изучали и многие другие отечественные офтальмологи, в частности, И.В. Костенич и Е.А. Незнамов.

    Иерофей Васильевич Костенич (1854–1904) после окончания с золотой медалью Могилевской гимназии окончил в 1880 г. физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета, а в 1887 г. – Военно-медицинскую академию. С 1894 г. – клинический (ординарный) профессор по офтальмологии – сначала в Варшавском военном госпитале, затем в Николаевском военном госпитале в Санкт-Петербурге. В 1897 г. защитил докторскую диссер-тацию на тему «Развитие палочек и колбочек и наружного ядерного слоя в сетчатке зародыша человека».

    После трагической гибели профессора Г.А. Донберга в 1900 г. возглавил кафедру офтальмологии Петербургского клинического института. Прославился и тем, что в 1903 г. успешно прооперировал катаракту обоих глаз у Д.И. Менделеева, который еще с 1885 г. стал терять зрение.

    Деловые бумаги ему читали вслух, свои труды Дмитрий Иванович диктовал секретарю. Ни отечественные, ни зарубежные офтальмологи не брались оперировать

    Емельян Андреевич Незнамов (1861-1915) в 1887 г. окончил с отличием Императорский Харьковский университет, получив степень лекаря. Был оставлен при офтальмологической клинике этого же университета в качестве сверхштатного ординатора.

    В 1890 г. защитил диссертацию «К учению о зрительных и нервных элементах сетчатки». В следующем году назначен на должность сверхштатного ассистента клиники. В 1892 г. удостоен степени доктора медицины и в этом же году стал приват-доцентом по кафедре офтальмологии. В конце 1892 г. с научной целью Емельян Андреевич был направлен в командировку в Европу, где до осени 1893 г. работал в клиниках и лабораториях Фукса, Штельвага, Маутнера, Ротмунда и Лебера. После возвращения из-за границы читал лекции по офтальмологии для студентов 4 и 5 курсов и по оперативной офтальмологии для прикомандированных к клинике земских врачей.

     В 1901 г. назначен экстраординарным профессором Императорского Варшавского университета по кафедре офтальмологии, а в 1905 г. – ординарным профессором.

    В 1912 г. Е.А. Незнамов по собственному желанию ушел с должности профессора кафедры офтальмологии в Варшавском университете, а в 1914 г. занял должность профессора в Клиническом институте Петербурга.

    Выдающийся хорватский физиолог и нейроанатом Степан Поляк (1889–1955) прославился своими экспериментальными исследованиями церебрального представительства сетчатки. Он известен и тем, что в 1941 г. впервые досконально изучил карликовые ганглиозные клетки сетчатки, связанные с карликовыми биполярами и через них с колбочками. Он же провел сравнительные исследования расположения волокон в хиазме.

    Значимую роль в изучении сетчатки сыграл Виталий Николаевич Архангельский (1897–1973). Большое теоретическое и практическое значение имеют его исследования по изучению открытого им межуточного вещества сетчатки (1946).

    Он показал, что оно играет важную роль в обменных процессах. В состав межуточного вещества входят полисахариды, ДНК, РНК, аминокислоты и другие компоненты. В патологических условиях межуточная субстанция быстро теряет свою прозрачность. Работы В.Н. Архангельского позволили объяснить морфологическую природу помутнений сетчатки, уточнить понимание ее строения и обменных процессов в ней.

    Интересно, что швейцарский офтальмолог Эдмунд Ландольт (1846–1926), известный своими исследованиями остроты зрения, косоглазия, операциями на веках, создатель многих офтальмологических аппаратов, изучал анатомию сетчатки низших позвоночных.

     Его именем назван элемент, отходящий от дендритов биполярных клеток – колба Ландольта – постоянная составная часть многих типов биполярных клеток у некоторых рыб, амфибий, рептилий, птиц. У кошек, собак и приматов колба Ландольта отсутствует. Колбы Ландольта расположены в наружном плексиформном слое, а наружный конец колб внедряется в пигментный эпителий. Они содержат митохондрии, гликоген и микротрубочки.

    Некоторые ученые делают предположение об участии колб Ландольта в метаболической или даже сенсорной функции.

    Кстати, за последние десятилетия обнаруживаются все новые факты сложности конструкции сетчатки у низших позвоночных. Так, в сетчатке птиц и черепах выделено 6 типов колбочек, в сетчатке лягушки количество синапсов на единицу площади в 3 раза больше, чем в сетчатке приматов. Но у низших позвоночных (рыб, лягушек) отсутствует формирование абстрактного зрительного образа, они оперируют лишь конкретными изображениями. У высших же позвоночных существует богатый мир абстрактных образов.